Toleransi dan kecocokan di bidang teknik mesin

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Metrologi adalah ilmu tentang pengukuran, sarana dan metode untuk memastikan kesatuannya, serta cara untuk mencapai akurasi yang diperlukan. Subjeknya adalah pemilihan informasi kuantitatif tentang parameter objek dengan keandalan dan akurasi yang diberikan. Kerangka peraturan untuk metrologi adalah standar. Pada artikel ini, kami akan mempertimbangkan sistem toleransi dan pendaratan, yang merupakan subbagian dari ilmu ini.

Konsep saling tukar bagian

Di pabrik-pabrik modern, traktor, mobil, peralatan mesin, dan mesin lainnya diproduksi bukan satuan atau puluhan, tetapi ratusan bahkan ribuan. Dengan volume produksi seperti itu, sangat penting bahwa setiap bagian atau rakitan yang diproduksi pas dengan tempatnya selama perakitan tanpa penyesuaian tukang kunci tambahan. Lagi pula, operasi semacam itu cukup melelahkan, mahal, dan memakan banyak waktu, yang tidak dapat diterima dalam produksi massal. Sama pentingnya bahwa suku cadang yang memasuki rakitan memungkinkan untuk diganti.untuk tujuan umum lainnya dengan mereka, tanpa merusak fungsi seluruh unit jadi. Pertukaran bagian, rakitan, dan mekanisme semacam itu disebut penyatuan. Ini adalah poin yang sangat penting dalam teknik mesin, ini memungkinkan Anda untuk menghemat tidak hanya biaya perancangan dan pembuatan suku cadang, tetapi juga waktu produksi, selain itu, ini menyederhanakan perbaikan produk sebagai hasil dari operasinya. Pertukaran adalah properti komponen dan mekanisme untuk mengambil tempat mereka dalam produk tanpa seleksi sebelumnya dan melakukan fungsi utamanya sesuai dengan spesifikasi.

Bagian Kawin

Dua bagian, tetap atau terhubung satu sama lain, disebut kawin. Dan nilai yang digunakan untuk artikulasi ini biasanya disebut ukuran kawin. Contohnya adalah diameter lubang pada katrol dan diameter poros yang sesuai. Nilai dimana koneksi tidak terjadi biasanya disebut ukuran bebas. Misalnya diameter luar katrol. Untuk memastikan pertukaran, dimensi perkawinan bagian harus selalu akurat. Namun, pemrosesan seperti itu sangat rumit dan seringkali tidak praktis. Oleh karena itu, dalam teknologi, suatu metode digunakan untuk mendapatkan bagian yang dapat dipertukarkan saat bekerja dengan apa yang disebut akurasi perkiraan. Itu terletak pada kenyataan bahwa untuk kondisi operasi yang berbeda, node dan bagian mengatur penyimpangan yang diizinkan dari ukurannya, di mana fungsi sempurna dari bagian-bagian ini dalam unit dimungkinkan. Offset semacam itu, yang dihitung untuk berbagai kondisi pengoperasian, dibuat dalam kondisi tertentuskema tertentu, namanya adalah "sistem toleransi dan pendaratan terpadu".

Konsep toleransi. Karakteristik kuantitas

Data yang dihitung dari bagian yang disertakan pada gambar, dari mana penyimpangan dihitung, biasanya disebut ukuran nominal. Biasanya nilai ini dinyatakan dalam milimeter penuh. Ukuran bagian, yang sebenarnya diperoleh selama pemrosesan, disebut ukuran sebenarnya. Nilai-nilai di mana parameter ini berfluktuasi biasanya disebut batas. Dari jumlah tersebut, parameter maksimum adalah batas ukuran terbesar, dan parameter minimum adalah yang terkecil. Deviasi adalah selisih antara nilai nominal dan nilai batas suatu bagian. Dalam gambar, parameter ini biasanya ditunjukkan dalam bentuk numerik dengan ukuran nominal (nilai atas ditunjukkan di atas, dan nilai bawah di bawah).

Contoh entri

Jika gambar menunjukkan nilai 40^{+0, 15}_{-0, 1, maka ini berarti ukuran nominal bagian adalah 40 mm, batas terbesar adalah +0,15, yang terkecil adalah -0,1 Selisih antara nilai batas nominal dan maksimum disebut deviasi atas, dan antara minimum - yang lebih rendah. Dari sini, nilai sebenarnya mudah ditentukan. Dari contoh ini maka nilai limit terbesar akan sama dengan 40+0, 15=40,15 mm, dan terkecil: 40-0, 1=39,9 mm. Selisih antara ukuran batas terkecil dan terbesar disebut toleransi. Dihitung sebagai berikut: 40, 15-39, 9=0,25mm.}

Kesenjangan dan sesak

Mari kita pertimbangkancontoh spesifik di mana toleransi dan kesesuaian adalah kuncinya. Misalkan kita membutuhkan bagian dengan lubang 40^{+0, 1} untuk dipasang pada poros dengan dimensi 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Dapat dilihat dari kondisi bahwa diameter untuk semua opsi akan lebih kecil dari lubang, yang berarti bahwa dengan sambungan seperti itu, celah pasti akan terjadi. Pendaratan seperti itu biasanya disebut yang bergerak, karena poros akan berputar bebas di dalam lubang. Jika ukuran bagian adalah 40^{+0, 2}_{+0, 15, maka dalam kondisi apa pun akan lebih besar dari diameter lubang. Dalam hal ini, poros harus ditekan, dan koneksi akan terganggu.}

Kesimpulan

Berdasarkan contoh di atas, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

• Gap adalah perbedaan antara dimensi sebenarnya dari poros dan lubang, ketika yang terakhir lebih besar dari yang pertama. Dengan koneksi ini, bagian-bagian memiliki rotasi bebas.
• Preload biasanya disebut perbedaan antara dimensi sebenarnya dari lubang dan poros, ketika yang terakhir lebih besar dari yang pertama. Dengan koneksi ini, bagian-bagiannya ditekan.

Kelas kecocokan dan akurasi

Pendaratan biasanya dibagi menjadi tetap (panas, tekan, mudah ditekan, tuli, kencang, padat, tegang) dan bergerak (geser, lari, gerakan, lari mudah, lari lebar). Dalam teknik mesin dan instrumentasi, ada aturan tertentu yang mengatur toleransi dan pendaratan. GOST menyediakan kelas akurasi tertentu dalam pembuatan rakitan menggunakan penyimpangan dimensi yang ditentukan. Dari latihanDiketahui bahwa detail mesin jalan dan pertanian tanpa merusak fungsinya dapat diproduksi dengan akurasi yang lebih rendah dibandingkan dengan mesin bubut, alat ukur, dan mobil. Dalam hal ini, toleransi dan kesesuaian dalam teknik mesin memiliki sepuluh kelas akurasi yang berbeda. Yang paling akurat dari mereka adalah lima yang pertama: 1, 2, 2a, 3, 3a; dua berikutnya mengacu pada akurasi sedang: 4 dan 5; dan tiga terakhir kasar: 7, 8 dan 9.

Untuk mengetahui kelas akurasi bagian mana yang harus dibuat, pada gambar, di sebelah huruf yang menunjukkan kecocokan, beri nomor yang menunjukkan parameter ini. Misalnya, menandai C4 berarti tipenya meluncur, kelas 4; X3 - tipe lari, kelas 3. Untuk semua pendaratan kelas dua, penunjukan digital tidak dimasukkan, karena ini adalah yang paling umum. Anda dapat memperoleh informasi terperinci tentang parameter ini dari buku referensi dua volume "Toleransi dan Kesesuaian" (Myagkov V. D., edisi 1982).

Sistem poros dan lubang

Toleransi dan kesesuaian biasanya dianggap sebagai dua sistem: lubang dan poros. Yang pertama dicirikan oleh fakta bahwa di dalamnya semua jenis dengan tingkat akurasi dan kelas yang sama mengacu pada diameter nominal yang sama. Lubang memiliki nilai deviasi batas yang konstan. Berbagai pendaratan dalam sistem seperti itu diperoleh sebagai hasil dari perubahan deviasi maksimum poros.

Yang kedua dicirikan oleh fakta bahwa semua jenis dengan tingkat akurasi dan kelas yang sama mengacu pada diameter nominal yang sama. Poros memiliki nilai batas konstanpenyimpangan. Berbagai pendaratan dilakukan sebagai akibat dari perubahan nilai penyimpangan maksimum lubang. Dalam gambar sistem lubang, biasanya menunjuk huruf A, dan poros - huruf B. Di dekat huruf, tanda kelas akurasi ditempatkan.

Contoh simbol

Jika "30A3" ditunjukkan pada gambar, ini berarti bahwa bagian tersebut harus dikerjakan dengan sistem lubang kelas akurasi ketiga, jika "30A" ditunjukkan, itu berarti menggunakan sistem yang sama, tetapi kelas kedua. Jika toleransi dan kecocokan dibuat sesuai dengan prinsip poros, maka jenis yang diperlukan ditunjukkan pada ukuran nominal. Misalnya, bagian dengan penunjukan "30B3" sesuai dengan pemrosesan sistem poros kelas akurasi ketiga.

Dalam bukunya, M. A. Paley (“Tolerances and Fits”) menjelaskan bahwa dalam teknik mesin prinsip lubang lebih sering digunakan daripada poros. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa itu membutuhkan lebih sedikit peralatan dan alat. Misalnya, untuk memproses lubang dengan diameter nominal tertentu menurut sistem ini, hanya satu reamer yang diperlukan untuk semua pendaratan kelas ini, dan satu sumbat pembatas diperlukan untuk mengubah diameter. Dengan sistem poros, reamer terpisah dan steker terpisah diperlukan untuk memastikan masing-masing pas dalam kelas yang sama.

Toleransi dan kesesuaian: tabel deviasi

Untuk menentukan dan memilih kelas akurasi, biasanya menggunakan literatur referensi khusus. Jadi, toleransi dan kecocokan (tabel dengan contoh diberikan dalam artikel ini), biasanya, nilainya sangat kecil. Untukagar tidak menulis nol ekstra, dalam literatur mereka ditunjuk dalam mikron (seperseribu milimeter). Satu mikron sama dengan 0,001 mm. Biasanya, diameter nominal ditunjukkan pada kolom pertama dari tabel tersebut, dan penyimpangan lubang ditunjukkan pada kolom kedua. Grafik lainnya memberikan ukuran pendaratan yang berbeda dengan penyimpangan yang sesuai. Tanda plus di sebelah nilai seperti itu menunjukkan bahwa itu harus ditambahkan ke ukuran nominal, tanda minus menunjukkan bahwa itu harus dikurangi.

Utas

Toleransi dan kesesuaian sambungan ulir harus memperhitungkan fakta bahwa ulir hanya dikawinkan di sisi profil, hanya tipe kedap uap yang bisa menjadi pengecualian. Oleh karena itu, parameter utama yang menentukan sifat penyimpangan adalah diameter rata-rata. Toleransi dan kesesuaian untuk diameter luar dan dalam diatur untuk sepenuhnya menghilangkan kemungkinan terjepit di sepanjang palung dan bagian atas ulir. Kesalahan pengurangan dimensi luar dan peningkatan dimensi dalam tidak akan mempengaruhi proses rias. Namun, penyimpangan dalam pitch ulir dan sudut profil akan menyebabkan pengikat macet.

Toleransi utas celah

Toleransi dan kecocokan izin adalah yang paling umum. Dalam sambungan seperti itu, nilai nominal diameter rata-rata sama dengan nilai rata-rata terbesar dari ulir mur. Penyimpangan biasanya dihitung dari garis profil yang tegak lurus terhadap sumbu ulir. Ini ditentukan oleh GOST 16093-81. Toleransi untuk diameter ulir mur dan baut ditetapkan tergantung pada tingkat akurasi yang ditentukan (ditunjukkan dengan angka). Diterimarangkaian nilai berikutnya untuk parameter ini: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Toleransi tidak diatur untuk mereka. Menempatkan bidang diameter ulir relatif terhadap nilai profil nominal membantu menentukan penyimpangan utama: yang atas untuk nilai eksternal baut dan yang lebih rendah untuk nilai internal mur. Parameter ini secara langsung bergantung pada akurasi dan langkah koneksi.

Toleransi, kecocokan dan pengukuran teknis

Untuk produksi dan pemrosesan suku cadang dan mekanisme dengan parameter tertentu, turner harus menggunakan berbagai alat ukur. Biasanya, untuk pengukuran kasar dan pemeriksaan dimensi produk, penggaris, kaliper, dan pengukur bagian dalam digunakan. Untuk pengukuran yang lebih akurat - kaliper, mikrometer, pengukur, dll. Semua orang tahu apa itu penggaris, jadi kami tidak akan membahasnya.

Caliper adalah alat sederhana untuk mengukur dimensi luar benda kerja. Ini terdiri dari sepasang kaki melengkung putar yang dipasang pada sumbu yang sama. Ada juga kaliper jenis pegas, yang diatur ke ukuran yang diinginkan dengan sekrup dan mur. Alat seperti itu sedikit lebih nyaman daripada yang sederhana, karena mempertahankan nilai yang ditentukan.

Kaliper dirancang untuk melakukan pengukuran internal. Ada tipe regular dan spring. Perangkat alat ini mirip dengan caliper. Akurasi instrumen adalah 0.25mm.

Kaliper adalah perangkat yang lebih presisi. Mereka dapat mengukur permukaan luar dan dalam.bagian yang diproses. Pembubut, saat mengerjakan mesin bubut, menggunakan jangka sorong untuk mengukur kedalaman alur atau langkan. Alat ukur ini terdiri dari poros dengan gradasi dan rahang dan bingkai dengan sepasang rahang kedua. Dengan bantuan sekrup, bingkai dipasang pada batang di posisi yang diperlukan. Akurasi pengukuran adalah 0,02mm.

Pengukur kedalaman - perangkat ini dirancang untuk mengukur kedalaman alur dan undercut. Selain itu, alat ini memungkinkan Anda untuk menentukan posisi tepian yang benar di sepanjang poros. Perangkat perangkat ini mirip dengan caliper.

Mikrometer digunakan untuk menentukan diameter, ketebalan, dan panjang benda kerja secara akurat. Mereka memberikan pembacaan dengan akurasi 0,01 mm. Objek yang diukur terletak di antara sekrup mikrometer dan tumit tetap, penyesuaian dilakukan dengan memutar drum.

Pengukur dalam digunakan untuk pengukuran permukaan bagian dalam yang akurat. Ada perangkat tetap dan geser. Alat-alat tersebut berupa batang-batang dengan ujung bola pengukur. Jarak antara mereka sesuai dengan diameter lubang yang ditentukan. Batas pengukuran untuk pengukur bagian dalam adalah 54-63 mm, dengan kepala tambahan, diameter hingga 1500 mm dapat ditentukan.